专利名称：用于控制先导喷射的系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及用于操作涡轮增压的压缩点火发动机的系统和方法，并且更具体地涉及一种系统和方法，其用于减少机车中的涡轮增压柴油发动机中的燃料消耗率和发动机废气排放。
背景技术：
在压缩点火发动机(如柴油发动机)中，喷油系统将燃料(例如，柴油燃料)喷射到每个发动机气缸内的压缩空气中，以生成由于压缩的热量和压力而点火的空气燃料混合物。不幸的是，发动机效率、动力输出、燃料消耗、废气排放、和其他操作特性小于理想情况。 此外，用于改进一个操作特性的各传统方法经常恶化一个或更多其他的操作特性。例如，降低特定燃油消耗的尝试经常导致各种废气排放的增加。车辆废气排放包括由于燃烧室内燃料的不完全燃烧而产生的污染物质，如一氧化碳、氮氧化物(NOx)、颗粒物质(PM)和烟。这些污染物质的量依赖于燃料空气混合物、压缩比、喷射正时(timing)、环境情况等而变化。因此，需要一种用于减少涡轮增压柴油发动机中燃料消耗率而不增加某些废气排放(如NOx)的技术。
发明内容
根据本技术的一个方面，一种方法包括在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前，在压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中。该方法还包括在活塞到达压缩冲程的上死点之前，当活塞被提前预定的提前值时， 在第一预定时间后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。根据本技术的另一方面，一种方法包括将燃料喷射提前预定的提前值，以减少机车的压缩点火发动机中的燃料消耗率。该方法还包括在压缩冲程的第二半程期间，并且在压缩点火发动机的压缩冲程的上死点之前，将预定量燃料的燃料喷射划分为先导(Pilot) 燃料量和主燃料量，以减少与提前燃料喷射相关联的氮氧化物排放。根据本技术的另一方面，一种系统包括控制器，其被配置为在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前，在压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中，并且被配置为在活塞到达压缩冲程的上死点之前，当活塞被提前预定的提前值时，在第一预定时间后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。根据本技术的另一方面，一种机车包括涡轮增压器；压缩点火发动机；控制器， 其连接到压缩点火发动机，并且被配置为在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前，在压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中，并且被配置为在活塞到达压缩冲程的上死点之前，当活塞被提前预定的提前值时，在第一预定时间后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。根据本技术的另一方面，一种方法包括提供控制器，该控制器被配置为在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前，在压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中，并且被配置为在活塞到达压缩冲程的上死点之前， 当活塞被提前预定的提前值时，在第一预定时间之后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。根据本技术的另一方面，一种计算机程序包括有形介质；以及位于该有形介质上的各编程指令，其中各编程指令包括在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前， 在压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中的指令；以及在活塞到达压缩冲程的上死点之前，当活塞被提前预定的提前值时，在第一预定时间之后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中的指令。
当参照附图阅读下面的详细描述时，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解，其中贯穿附图相同的符号表示相同的部件，附图中图1是涡轮增压发动机(如机车动力单元)的示意表示，该涡轮增压发动机具有根据本技术的示例性实施例的发动机废气排放和燃料消耗率控制特征；图2是根据本技术的示例性实施例的发动机废气排放和燃料消耗率控制逻辑特征的示意表示；图3是多气缸内燃机的示意表示，该多气缸内燃机具有根据本技术的示例性实施例的发动机废气排放和燃料消耗率控制特征；图4是并入涡轮增压发动机(如机车动力单元)的系统的示意表示，该涡轮增压发动机具有根据本技术的示例性实施例的发动机废气排放和燃料消耗率控制特征；图5是图示根据本技术的示例性实施例、控制在涡轮增压发动机中的发动机废气排放和燃料消耗率的过程的流程图；图6是图示根据本技术的示例性实施例、在压缩点火发动机的压缩冲程期间、相对曲柄角(并且具体地，上死点)的第一和第二燃料喷射量的燃料喷射速度的变化的图；图7是图示根据本技术的示例性实施例、相对于压缩点火发动机的燃料消耗率的 NOx排放的相对变化的图；图8是图示根据本技术的示例性实施例、控制在涡轮增压发动机中的发动机废气排放和燃料消耗率的过程的流程图；以及图9是图示制造涡轮增压发动机(如机车动力单元)的示例性过程的流程图，该涡轮增压发动机具有根据本技术的示例性实施例的发动机废气排放和燃料消耗率控制特征。
具体实施例方式参照图1，根据本技术的某些实施例图示了具有发动机废气排放和燃料消耗率减少逻辑11的涡轮增压系统10。在图示的实施例中，涡轮增压系统10是机车动力单元。在其他实施例中，动力单元可以用于如对本领域技术人员公知的其他中速发动机应用。机车动力单元10包括涡轮增压器12和压缩点火发动机，例如柴油发动机14。如下面更详细讨论的，本技术的各实施例提供监视和控制特征(如传感器和控制逻辑)，以控制机车动力单元10内的发动机废气排放和燃料消耗率(SFC)。例如，基于发动机14的操作状况(如发动机速度、曲柄角、共轨压力等)，通过在压缩冲程的第二半程期间，并且在发动机14的压缩冲程的上死点位置之前，将预定量的燃料喷射划分为先导燃料喷射和提前的主燃料喷射， 控制发动机废气排放并且减少燃料消耗率。根据本技术的各实施例，压缩冲程的第二半程与在压缩冲程的上死点之前的90度的曲柄角相关。喷射操作包括将燃料喷射划分为先导燃料喷射和主燃料喷射；在主喷射事件中提供更大的燃料量；将主喷射事件提前预定值； 并且调整先导喷射和主喷射之间的正时。
图示的发动机14包括进气歧管(manifold) 16和排气歧管18。涡轮增压器12包括压气器20和涡轮22，并且被操作来将压缩空气提供给进气歧管16用于气缸24内的燃烧。涡轮22被连接到排气歧管18。从排气歧管18排出的废气通过涡轮22扩散，从而迫使连接到压气器20的涡轮增压器轴26旋转。压气器20通过空气过滤器28吸入环境空气， 并将压缩的空气提供给热交换器30。空气的温度由于通过压气器20的压缩而增加。压缩空气流过热交换器30，使得空气的温度在传递到发动机14的进气歧管16之前被减少。在一个实施例中，热交换器30是空气到水热交换器，其利用制冷剂来便利从压缩空气中去除热量。在另一实施例中，热交换器30是空气到空气热交换器，其利用环境空气来便利从压缩空气中去除热量。在另一实施例中，热交换器30利用制冷剂和环境空气的组合来便利从压缩空气中去除热量。动力单元10还包括控制器32。在一个实施例中，控制器32是可由用户编程的电子逻辑控制器。在另一实施例中，控制器32是用于发动机14的电子燃料喷射控制器。控制器32从曲柄角传感器36接收曲柄角信号34，该曲柄角传感器提供来检测发动机14的曲柄轴(未示出)的曲柄角(按度数)。控制器32可以操作来产生压力信号38以控制多个燃料喷射泵40的操作。泵40驱动多个燃料喷射器42，用于将燃料喷射到发动机14的多个气缸24中。在图示的实施例中，燃料喷射器42是电致动的燃料喷射器。燃料喷射器42典型地将燃料喷射到发动机气缸24中，作为从控制器32接收的燃料喷射信号39的函数。燃料喷射信号39可以包括表示期望的喷射速率、期望的燃料喷射正时、要喷射到气缸24的燃料量等的波形。活塞44可滑动地置于每个气缸24中，并且如本领域技术人员所公知的在上死点和底死点位置之间往复运动。控制器32还从配置来检测发动机14的速度(按曲柄轴的每分钟转数)的速度传感器48接收速度信号46。控制器32被配置来产生燃料喷射信号39，以基于曲柄角信号34和发动机速度信号46控制多个燃料喷射器42的操作。参照图2，根据本技术的各实施例图示具有发动机废气排放和燃料消耗率控制逻辑11的控制器32。如所示，控制器32从多个传感器(如曲柄角传感器36、速度传感器48、 动力传感器50、进入空气温度传感器52、排气温度传感器54、氧气传感器56、C0传感器58、 和NOx传感器60)接收传感信号。动力传感器50可被配置为检测发动机动力(按马力)。 进入空气温度传感器52可以被配置为检测提供给进气歧管的空气的温度(按度或开氏温度)。废气温度传感器54可以被配置为检测从排气歧管排出的废气的温度(按度或开氏温度)。氧传感器56、CO传感器58、和NOx传感器60可以分别被配置为检测废气中的氧、一氧化碳和氮氧化物的量。控制器32包括划分燃料喷射量和比例控制逻辑62，其使得控制器 32能够在活塞到达压缩冲程的上死点位置前，将第一数量的燃料(例如，先导燃料喷射)64 喷射到发动机气缸24中。例如，在压缩冲程的上死点之前，在全部燃料喷射量的1 %到5% 范围内的先导燃料喷射量可以被喷射到发动机气缸中。在活塞位于压缩冲程的上死点位置附近时，划分燃料喷射量和比例控制逻辑62还使得控制器32能够将第二数量的燃料(例如，多数/主燃料喷射)66喷射到发动机气缸中。例如，当活塞位置在压缩冲程的上死点附近时，在全部燃料喷射量的95%到99%的范围内的主燃料喷射可以被喷射到发动机气缸 24中。控制器32还包括划分燃料喷射正时/提 前控制逻辑68，其使得控制器32能够在活塞到达压缩冲程的上死点位置之前的第一预定时间70，将先导燃料喷射量喷射到发动机气缸中。例如，当活塞位置在压缩冲程的上死点之前的20到90度的范围内时执行先导燃料喷射。划分燃料喷射正时/提前控制逻辑68还使得控制器32在活塞到达压缩冲程的上死点位置之前的第二预定时间72，将主燃料喷射量喷射到发动机气缸中。例如，当活塞位置在压缩冲程的上死点之前的小于5度的范围内时，可以执行主燃料喷射。在图示的实施例中，控制器32还包括划分燃料喷射压力和脉冲持续时间控制逻辑74，其使得控制器32能够控制先导燃料喷射76的压力和脉冲持续时间。划分燃料喷射压力和脉冲持续时间控制逻辑74还使得控制器32能够控制主燃料喷射78的压力和脉冲持续时间。如在图示的实施例中所讨论的，控制器32被配置为基于多个传感器的输出，控制燃料喷射量、正时、压力和脉冲持续时间。尽管在图示的实施例中关于一个发动机气缸24 解释了控制器操作，但是在其他实施例中，控制器操作可应用到多个发动机气缸24。参照图3，根据本技术的某些实施例图示了具有多气缸排列的发动机14的机车动力单元10。各燃料喷射器每个包括与各自的气缸24流体相通地放置的燃料喷射阀80。在图示的实施例中，发动机14分别包括四个气缸24和四个燃料喷射阀80。然而，其他数量 (例如，6、8、10、12等)和配置的气缸24和燃料喷射阀80在本技术的范围内。燃料喷射阀 80被提供来将燃料喷射到每个气缸24的燃烧室中。燃料喷射阀80连接到高压共轨82，其被配置为将燃料加压到预先选择的压力。高压共轨82经由燃料供应管道84连接到燃料喷射阀40。共轨82可以被提供有压力传感器(未示出)，用于检测共轨82中的燃料压力并传输对应于检测的燃料压力的压力信号81到控制器32。通过致动燃料喷射泵40，依赖于发动机14的操作状况，共轨中的燃料压力被维持在预定值。在某些实施例中，控制器32被配置为产生燃料喷射信号39，以基于曲柄角信号34、发动机速度信号46控制多个燃料喷射器的操作。在其他的实施例中，动力单元可具有多个共轨82和燃料喷射泵40。在一个实例中，机车发动机14可包括下面的规格，如在80到240巴(bar)范围内的最大气缸内压力； 四冲程；阶梯式操作，即，节流阀槽；在每分钟300到1500转的范围内的中速；在每气缸5到 20公升的范围内的排量；以及共轨燃料喷射系统。进气歧管16连接到各个气缸24的燃烧室。进气歧管16连接到进气管86。可以给进气管86提供进入空气温度传感器(未示出)。可以在进气管86中提供热交换器88， 以冷却通过进气管86的进入空气。排气歧管18连接到各个气缸24的燃烧室。排气歧管 18连接到排气管90。如排出气体温度传感器、氧传感器、CO传感器和NOx传感器的多个传感器(未示出)，可以连接到排气管90。如上所述，控制器32从提供来检测发动机14的曲柄角的曲柄角传感器36接收曲柄角信号34。控制器32可以操作来产生燃料喷射信号39以控制燃料喷射器的操作。控制器32还从配置为检测发动机14的速度的速度传感器48接收速度信号46。如上所述，在图示的实施例中，控制器32被配置为基于多个传感器的输出，控制燃料喷射量、正时、压力和脉冲持续时间。与电致动的燃料喷射器一起使用高压共轨82，使得控制器32能够在燃料喷射速率、燃料喷射次数、燃料喷射量、正时、压力和脉冲持续时间上提供灵活性。根据本技术的各实施例，燃料喷射操作对从发动机的中间负载到完 全负载状况可应用。对单点燃料喷射，如果提前了燃料喷射正时，则减少了燃料消耗率并且增加了废气排放。根据本技术，在发动机14的压缩冲程的上死点位置之前，燃料喷射被划分为先导燃料喷射和具有提前的正时的主燃料喷射。燃料的雾化由于划分的喷射而增强，并且通过增加燃料的喷射压力可以进一步提升。燃料在燃烧室中均勻分布，并且增强了燃烧室内的空气利用率。更小量的先导喷射帮助防止燃料粘到气缸壁。结果，废气排放基本被控制，并且燃料消耗率减少。参照图4，图示了机车动力单元10的一个实施例。如上所示，动力单元10包括涡轮增压器12和柴油发动机14。动力单元10可以用于驱动系统92.系统92可包括高海拔机车发动机、汽车发动机、船用发动机等。动力单元10包括控制器32。控制器32从提供来检测发动机14的曲柄角的曲柄角传感器36接收曲柄角信号34。控制器32可操作来产生燃料喷射信号39以控制多个燃料喷射器42的操作。控制器32还从配置为检测发动机14 的速度的速度传感器48接收速度信号46。在图示的实施例中，控制器34还可包括数据库94、算法96和数据分析块98。数据库94可以被配置为存储关于动力单元10的预先定义的信息。例如，数据库94可以存储关于曲柄角、发动机速度、发动机功率、进入空气温度、废气温度、废气组成等的信息。数据库94还可以包括指令集、映射、查找表、变量等。这样的映射、查找表、指令集可操作来使先导喷射和主喷射的特性与特定的发动机操作参数(如发动机速度、曲柄角、共轨压力、期望燃料量等)相关。此外，数据库94可以配置来存储从上述传感器实际读出/检测的信息。 算法96便利来自上述多个传感器的信号的处理。数据分析块98可以包括各种电路类型，如微处理器、可编程逻辑控制器、逻辑模块等。数据分析块98与算法96结合可以用于执行各种计算操作，该各种计算操作涉及燃料喷射速率、燃料喷射次数、燃料喷射量、正时、压力和脉冲持续时间、先导喷射和主喷射之间的时间间隔、喷射器波形的电流、或其组合。上述参数的任何可相对于时间选择性地和/ 或动态地适配或更改。控制器34被配置为通过在活塞到达压缩冲程的上死点之前、在第一预定时间执行先导喷射，并且进一步在活塞到达压缩冲程的上死点之前、在第一预定时间后的第二预定时间执行提前的主燃料喷射，控制发动机废气排放和燃料消耗率。参照图5，该图是图示操作图1的涡轮增压系统10的方法的一个实施例的流程图。 在图示的实施例中，如步骤100所示确定曲柄角和发动机速度。曲柄角传感器36被提供来检测发动机的曲柄角，而速度传感器48被提供来检测发动机速度(例如，曲柄轴的每分钟转数)。如步骤102所示，控制器32基于曲柄角和/或发动机速度，在活塞到达压缩冲程的上死点之前确定先导燃料喷射的第一预定时间。如步骤104所示，控制器32致动燃料喷射泵40以将先导燃料量喷射到发动机气缸24中。在某些实施例中，在压缩冲程的上死点之前当活塞为20到90度时，喷射在到5%的范围内的先导燃料量。先导燃料雾化并且与气缸24中的残余空气混合。当活塞朝上死点移动时，先导燃料和空气的混合物的温度和压力由于压缩而增加。当先导燃料和空气的混合物达到点火温度(自点火温度)时，先导燃料和空气的混合物点火，以在主喷射事件之前和期间形成燃烧产物。如步骤106所示，控制器32基于曲柄角和/或发动机速度，确定压缩冲程的上死点的附近主燃料喷射的第二预定时间。如步骤108所示，控制器32致动燃料喷射泵40，以将主燃料量喷射到发动机气缸24中。在某些实施例中，当活塞小于压缩冲程的上死点之前的5度时，喷射在95%到99%的范围内的主燃料量。主燃料雾化并且与气缸24内的残余气体混合。主燃料还与空气和先导燃料的残余燃烧混合物混合。空气和先导燃料的残余燃烧混合物用作具有高比热的稀释剂，以减少主喷射事件的温度，由此减少废气排放。将燃料喷射划分为先导燃料喷射和提前的主燃料喷射改进燃料消耗，同时将发动机废气排放维持在预定的限度内。参照图6，根据本技术的示例性实施例，图示了表示在压缩点火发动机14的压缩冲程期间、相对于曲柄角(由X轴表示)(并且具体地，上死点110)的燃料喷射速度(由Y 轴表示)的变化的图。在图示的实施例中，曲线112表示在发动机气缸14内的上死点110 之前的第一角度114开始的先导燃料喷射量(例如，1%、3%和5%)。在压缩冲程期间，先导燃料喷射的第一角度114可以在上死点110之前的20到90度的范围内。曲线116表示在相对于上死点110的第二角度118开始的主燃料喷射量(例如，99%、97%和95%)。在压缩冲程期间，主燃料喷射的第二角度118可以在上死点110之前的小于5度的范围内。 “停留”是在先导喷射的结束和主喷射的开始之间的时间段。在图示的实施例中，停留可在上死点110之前的大约10到80度的范围内变化。 参照图7，根据本技术的示例性实施例，图示了表示相对于压缩点火发动机14的燃料消耗率(由X轴表示)的NOx排放(Y轴)的变化的图。X轴表示相对于SFC基线119 的燃料消耗率的百分比的变化。Y轴表示相对于NOx基线121的NOx排放的百分比的变化。 曲线120表示对于3%的先导燃料喷射，NOx排放和燃料消耗率的减少。在先导喷射和主喷射之间的停留可以在上死点之前的10到80度的范围内变化。曲线112表示对于3%的先导燃料排放、上死点之前的60度的停留、和相对较高的燃料喷射速率，燃料消耗率的减少和NOx排放的增加。曲线124表示对于3%的先导燃料喷射、上死点之前的60度的停留、相对较高的燃料喷射速率、和提前上死点之前2度的主燃料喷射正时，燃料消耗率的减少和 NOx排放的增加。如上所述，通过基于发动机14的操作状况(如发动机速度、曲柄角、共轨压力等)，在发动机14的压缩冲程的上死点位置之前，将预定量的燃料喷射划分为先导燃料喷射和提前的主燃料喷射，发动机废气排放被控制并且燃料消耗率减少。在一个实例中， 可以获得多于2%的燃料消耗率收益，同时将NOx排放维持在预定限度内。参照图8，该图是图示操作图1的涡轮增压系统10的方法的另一实施例的流程图。 在图示的实施例中，如步骤126所示，基于曲柄角和发动机速度致动发动机14的燃料喷射系统。燃料喷射系统包括连接到高压共轨82的多个燃料喷射器，该高压共轨82被配置为将燃料加压到预先选择的压力。如上所述，高压共轨82与电致动燃料喷射器一起使用，使得控制器32能够在燃料喷射速率、燃料喷射次数、燃料喷射量、正时、压力和脉冲持续时间上提供灵活性。如由步骤128所示，通过在发动机14的压缩冲程的上死点位置之前，将燃料喷射划分为先导燃料喷射和主燃料喷射，发动机废气排放被减少或维持在预定限度内。当活塞在压缩冲程的上死点之前的20到90度时，喷射1到5%的范围内的先导燃料量。先导燃料雾化并且与气缸24内的残余气体混合。当活塞朝上死点移动时，先导燃料和空气的混合物的压力和温度由于压缩而增加。当先导燃料和空气的混合物达到点火温度时，先导燃料和空气的混合物点火，以在主喷射事件之前和期间形成燃烧产物。如步骤130所示，通过在压缩冲程的上死点附近提前主燃料喷射，减少了燃料消耗率。主燃料雾化并且与气缸24内的残余空气混合。主燃料还与空气和先导燃料的残余燃烧的混合物混合。先导燃料和空气的残余燃烧混合物用作具有高比热的稀释剂，以减少主喷射事件的温度，从而减少废气排放。 主喷射事件的提前使得燃料能够更好地雾化，导致改进的燃料消耗。因此更小量的先导燃料喷射和提前的主燃料喷射的组合提供了减少的燃料消耗，同时将废气排放维持在安全限度内。参照图9，该图是图示根据本技术的各实施例、制造动力单元10的方法的流程图。如由步骤132所示，该方法包括提供划分燃料喷射量和比例控制逻辑62，其使得控制器32能够在活塞到达压缩冲程的上死点位置之前，将第一数量的燃料(例如，先导燃料喷射)64喷射到发动机气缸中，并且当活塞在压缩冲程的上死点位置附近时，将第二数量的燃料(例如，主要/主燃料喷射)66喷射到发动机气缸中。当活塞位置在压缩冲程的上死点之前的20到90度的范围内时，执行先导燃料喷射。如步骤134所示，该方法还包括提供划分燃料喷射正时/提前控制逻辑68，其使得控制器32在活塞到达压缩冲程的上死点位置之前的第二预定时间72，将主燃料喷射量喷射到发动机气缸中。主燃料喷射被提前到小于或等于压缩冲程的上死点之前的5度。如由步骤136所示，该方法还包括提供划分燃料喷射压力和脉冲持续时间控制逻辑74，其使得控制器32能够控制先导燃料喷射76和主燃料喷射78的压力和脉冲持续时间。划分燃料喷射压力和脉冲持续时间控制逻辑74还可以使得控制器32能够控制先导和主喷射事件之间的停留。尽管只有本发明的某些特定实施例已经在此图示和描述，但是对本领域技术人员将出现许多修改和变化。因此，要理解的是，权利要求书意图覆盖落入本发明的真实精神内的所有这样的修改和变化。
权利要求
1.一种方法，包括将燃料喷射提前预定的提前值，以减少机车的压缩点火发动机中的燃料消耗率；以及在压缩冲程的第二半程期间、以及在压缩点火发动机的压缩冲程的上死点之前，将预定量燃料的燃料喷射划分为先导燃料量和主燃料量，以减少与提前燃料喷射相关联的氮氧化物排放；其中提前和划分包括修改压缩点火发动机的燃料喷射系统，以减少燃料消耗率而不增加污染物排放水平。
2.如权利要求1所述的方法，其中提前燃料喷射包括在压缩冲程的上死点之前的大约 20到90度的曲柄角喷射先导燃料量，并且在小于压缩冲程的上死点之前的大约5度的曲柄角喷射主燃料量。
3.如权利要求1所述的方法，其中修改燃料喷射系统包括提供具有多个燃料喷射器的高压共轨。
4.如权利要求1所述的方法，其中划分包括提供预定燃料数量的大约到5%作为先导燃料量，并且提供预定燃料数量的大约95%到99%作为主燃料量。
5.一种系统，包括控制器，其被配置为在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前的压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中，并且被配置为在活塞到达压缩冲程的上死点之前、当活塞提前预定的提前值时，在第一预定时间后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中；其中控制器被配置为在第一预定时间喷射第一数量的燃料、以及在第二预定时间喷射第二数量的燃料到发动机气缸中，以减少燃料消耗率而不增加污染物排放水平。
6.如权利要求5所述的系统，还包括曲柄角传感器和发动机速度传感器，其连接到控制器并且分别被配置为检测曲柄角和发动机速度。
7.如权利要求6所述的系统，其中控制器被配置为基于曲柄角和发动机速度的各个值，控制将第一数量的燃料和第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。
8.如权利要求7所述的系统，还包括具有控制器的柴油发动机。
9.如权利要求8所述的系统，还包括具有柴油发动机和连接到柴油发动机的控制器的车辆。
10.如权利要求8所述的系统，其中柴油发动机包括多个规范，其包括在80到240巴范围内的最大汽缸内压力、4冲程、步进操作、300到1500转每分钟范围内的速度、5到20升每缸范围内的排量、以及共轨燃料喷射系统。
11.如权利要求5所述的系统，其中控制器被配置为控制多个燃料喷射器，以基于曲柄角和发动机速度调整燃料喷射的数量和正时。
12.如权利要求5所述的系统，其中控制器被配置为喷射燃料数量的大约到5%作为第一燃料量，以及喷射燃料数量的大约95%到99%作为第二燃料量。
13.一种机车，包括涡轮增压器；压缩点火发动机，其包括多个规范，该多个规范包括在80到MO巴范围内的最大汽缸内压力、4冲程、步进操作、300到1500转每分钟范围内的速度、5到20升每缸范围内的排量、以及共轨燃料喷射系统；控制器，其连接到压缩点火发动机，并且被配置为在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前的压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中，并且被配置为在活塞到达压缩冲程的上死点之前、当活塞提前预定的提前值时， 在第一预定时间后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。
14.如权利要求13所述的机车，还包括曲柄角传感器和发动机速度传感器，其连接到控制器并且分别配置为检测曲柄角和发动机速度。
15.如权利要求14所述的机车，其中控制器被配置为基于曲柄角和发动机速度的各个值，将第一数量的燃料和第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。
16.如权利要求13所述的机车，其中控制器被配置为喷射燃料数量的大约到5%作为第一燃料量，以及喷射燃料数量的大约95%到99%作为第二燃料量。
17.一种方法，包括提供控制器，该控制器被配置为在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前的压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中，并且被配置为在活塞到达压缩冲程的上死点之前、当活塞提前预定的提前值时，在第一预定时间之后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中；其中控制器被配置为在第一预定时间喷射第一数量的燃料、以及在第二预定时间喷射第二数量的燃料到发动机气缸中，以减少燃料消耗率而不增加污染物排放水平。
18.如权利要求17所述的方法，还包括提供具有控制器的压缩点火发动机。
19.如权利要求18所述的方法，还包括提供具有压缩点火发动机和连接到压缩点火发动机的控制器的车辆。
20.如权利要求19所述的方法，其中提供车辆包括提供机车。
21.如权利要求17所述的方法，其中控制器被配置为喷射燃料数量的大约到5%作为第一燃料量，以及喷射燃料数量的大约95%到99%作为第二燃料量。
全文摘要
在某些实施例中，提供了一种操作涡轮增压系统的方法，该方法包括在发动机气缸的活塞到达压缩冲程的上死点之前，在压缩冲程的第二半程期间的第一预定时间，将第一数量的燃料喷射到发动机气缸中。该方法还包括在活塞到达压缩冲程的上死点之前，当活塞被提前预定的提前值时，在第一预定时间后的第二预定时间，将第二数量的燃料喷射到发动机气缸中。
文档编号F02D41/40GK102155318SQ201110077759
公开日2011年8月17日 申请日期2006年8月7日 优先权日2005年8月25日
发明者巴斯卡·塔马, 罗伊·J·普赖默斯, 迈克尔·K·奎曼 申请人:通用电气公司